Verbesserung der Qualitätskontrolle bei der Herstellung medizinischer Kniegelenke

Die On-Machine-Messung mit einem Absolute Arm und einem 3D-Laserscanner macht die Herstellung innovativer medizinischer Orthesen sowohl genauer als auch einfacher

Die G&G Präzisionstechnik GmbH mit Sitz in Süßen bei Göppingen ist ein junges und dynamisches Unternehmen, das hochwertige industrielle Fertigung von Präzisionsteilen aus verschiedenen Werkstoffen anbietet. Das Unternehmen übernimmt Projekte unterschiedlicher Größenordnung, vom Einzelteil bis zur Kleinserie, in verschiedenen Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Rennsport.  

Die Auswahl hochwertigster Werkstoffe und der Einsatz modernster Bearbeitungsmaschinen garantieren Produktionsqualität auf höchstem Niveau für eine große Auswahl an kleinen bis mittelgroßen Teilen. Der Einsatz leistungsstarker und präziser Maschinen ist für G&G die Grundvoraussetzung für zuverlässige und hochwertige Produkte.  

The G&G team analyse the leg structure of a patient with osteoarthritic knee joints, in anticipation of creating a orthosis designed to correct the problem and provide pain relief.Michael Nonnengässer, Orthopädietechnikermeister und Geschäftsführer der Nonnengässer Orthopädie Technik in Donzdorf, wandte sich mit einem ganz besonderen Anliegen im Bereich der Orthopädie an Martin Gabriel, Gründer der G&G Präzisionstechnik.  Das Unternehmen ist ein führender Anbieter auf 
dem Gebiet der Orthopädietechnik in der Region und behandelt in seiner täglichen Arbeit viele Patientinnen und Patienten mit Varus- und Valgusgonarthrosen, umgangssprachlich als Kniefehlstellungen bezeichnet. 

„Wir waren mit den Ergebnissen der Langzeitkorrektur der auf dem Markt befindlichen Orthesen unzufrieden und suchten nach einem Partner, der eigene Gelenke entwickelt, die unseren Ansprüchen gerecht werden”, erinnert sich Nonnengässer. 

The G&G team analyse the leg structure of a patient with osteoarthritic knee joints, in anticipation of creating a orthosis designed to correct the problem and provide pain relief.Der Gedanke, leicht verstellbare Gelenke zu haben, ist sehr reizvoll, aber die Umsetzung ist eine Herausforderung, da diese Gelenke relativ schmal, klein und leicht sein sollten. Doch G&G nahm die Herausforderung an und entwickelte die ersten Prototypen. 

„Ich fand das Thema insgesamt sehr spannend”, erklärt Gabriel. „Vor allem gibt es uns eine neue Herausforderung, die es nicht jeden Tag gibt, und ich finde es sehr interessant, neue Dinge zu entwickeln, vor allem innovative, neue Dinge, und das war letztlich das Thema.” 

Vorgefertigte, individuell gefertigte Orthesen funktionieren nicht immer gut. Es ging nicht darum, etwas völlig Neues zu erfinden, sondern einfach Dinge zu optimieren, die es schon gibt. „Man muss das Rad nicht neu erfinden, aber wenn wir ein Problem erkennen, müssen wir uns daran machen, um vielleicht etwas zu verbessern und, sagen wir mal, die Mobilität für unsere Kunden zu verbessern”, erklärt Nonnengässer.  

The Absolute Scanner AS1 inspecting a completed jointNonnengässers Zielgruppe sind Patientinnen und Patienten mit osteoarthritischen Kniegelenken, besser bekannt als typische O-Beine oder Knick-Kniegelenke. 
„Diese Symptomatik verursacht im Alter Schmerzen und Bewegungseinschränkungen, sodass eine Operation oft die einzige Lösung darstellt. Ziel dieser Gelenke oder Orthesen ist es, eine sanfte Korrektur herbeizuführen und eine Schmerzlinderung für den Patienten zu erreichen.”  
Wir setzen auf die modernste Technologie im Bereich des Messens, deshalb verwenden wir einen Absolute Arm von Hexagon.The orthosis is represented in the metrology software after scanning, allowing for fast analysis„G&G arbeitet seit vielen Jahren mit Hexagon zusammen und wir sind sehr zufrieden”, sagt Gabriel. „Da ein hoher Qualitätsstandard unsere Leitlinie ist, sichern wir den Qualitätsstandard unserer Produkte nach DIN EN ISO 9001 zertifizierten Prozessen durch unsere umfangreichen Mess- und Prüfsysteme. Ein wichtiger Grundsatz ist dabei die Fehlervermeidung, Null-Fehler ist unser Ziel. Um die ständig wachsenden Qualitätsanforderungen zu gewährleisten, setzen wir auf modernste Technik im Bereich des Messens, weshalb wir einen Absolute Arm von Hexagon mit einem Messbereich von 2000 Millimetern und einer Messgenauigkeit von weniger als 5 Mikrometern einsetzen. Das System bietet uns die Möglichkeit, Werkstücke direkt auf der Maschine zu prüfen.”  

The Absolute Arm is the ideal tool for high-speed, high-accuracy 3D scanning in a laboratory worktop environmentFür das Projekt der neuen Gelenke setzte G&G den Absolute Arm mit einem modularen 3D-Laserscanner ein, um die Bauteile, das Ist-Teil und das Soll-Teil, zu digitalisieren. Auf dieser Grundlage ist vor Beginn des Fräsprozesses eine Nachrüstung einfach zu berechnen und eine Best-Fit-Ausrichtung durchführbar. 

Die neuen Gelenke, die G&G mit diesem Verfahren herstellen kann, bieten eine viel sanftere Korrektur, ähnlich einer Zahnspange. „Bei diesen modernisierten Orthesen wird das Kniegelenk jetzt einfach nur sanft in seine Position gedrückt, so wie es sein soll; die Druckpunkte haben sich durch die Längsverschiebung komplett verändert”, erklärt Nonnengässer. „Das Ergebnis ist eine bessere Korrektur und, viel wichtiger, eine bessere Akzeptanz bei den Patienten, vor allem, weil wir die Orthese jederzeit analog zum Therapieverlauf nachjustieren können und das Bein nicht unveränderbar fixieren.” 
Die Portabilität unseres Absolute Arms erleichtert uns die Arbeit: Wir müssen das zu messende Teil nicht mehr von der Produktionsmaschine wegbringen.„Wir setzen zur Qualitätssicherung bereits erfolgreich auf Messtechnik von Hexagon. Aber die Mobilität unseres Absolute Arms erleichtert uns jetzt die Arbeit enorm. Es ist nicht mehr nötig, das zu messende Teil von der Produktionsmaschine wegzunehmen, in den Qualitätsraum zu bringen und dort die Prüfung durchzuführen. Die Mobilität des Arms erlaubt den Einsatz überall, auch direkt an der Maschine, an der das Teil gefertigt wird. Das ist eine unglaubliche Produktivitätssteigerung.” 

Case Study: G&G Präzisionstechnik GmbH - Süßen, Deutschland

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